KR100618690B1 - 반도체 제조용 전구체 저장통 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조용 전구체 저장통을 개시한다. 개시된 본 발명의 전구체 저장통은, 내부에 전구체가 담겨지는 몸체와, 상기 몸체의 상단에 배치되어 전구체를 밖으로 밀어내기 위한 기체가 몸체 내부로 유입되도록 하는 기체 입구와, 상기 몸체의 하단에 배치되어 전구체가 몸체 외부로 유출되도록 하는 전구체 출구를 포함하며, 여기서, 상기 몸체는 원통형 구조의 상단 몸체와 상기 상단 몸체와 결속된 원뿔형 구조의 하단 몸체로 구성된다. 본 발명에 따르면, 전구체 출구를 몸체 하단에 설치하기 때문에 전구체의 완전한 소모가 가능하며, 또한, 반응로 내부로의 오염원 유입을 방지할 수 있어 샤워헤드 및 웨이퍼 지지대의 오염 발생을 방지할 수 있다.

Description

반도체 제조용 전구체 저장통{Precursor source reservoir for semiconductor fabrication}

도 1은 종래의 반도체 제조용 전구체 저장통을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 전구체 저장통을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 몸체 21a : 상단 몸체

21b : 하단 몸체 22 : 기체 입구

23 : 전구체 출구 24 : 투명 관

25 : 밸브 30 : 전구체 저장통

본 발명은 반도체 제조 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 금속배선 공정 및 절연막 증착 공정에서의 반응 물질을 저장하는 전구체 저장통(Precursor source reservoir) 구조에 관한 것이다.

일반적으로 금속배선 공정 및 절연막의 증착 공정에서는 반응 물질을 반응로 내부로 유입시키는 과정이 필요하며, 이를 위해, 통상의 증착 장비에는 반응 물질을 저장하였다가 이를 반응로 내부로 유입시키는 전구체 저장통(Precursor source reservoir)이 구비된다.
전구체 저장통은 전구체를 반응로 내부로 주입하는 방법에 따라 크게 버블링(bubbling) 시스템과 액상 이송 시스템(liquid delivery system) 등의 크게 2 종류로 구별된다.
상기에서 버블링 시스템은 전구체 저장통 내에 액상으로 저장된 전구체 내부에 캐리어 가스를 주입하여 버블을 발생시키는 것에 의해 전구체를 기체로 변환시켜 상부에 설치된 출구를 통해 배출하여 반응로 내부로 주입한다. 버블링 시스템을 사용하는 증착 장비에는 전구체 저장통 내부에서 전구체를 기체를 변환하여 반응로로 주입하므로 기화를 위한 별도의 장치가 필요하지 않다. 그러나, 버블링 시스템을 채택한 증착장비는 증착 속도가 매우 낮다.
액상 이송 시스템(liquid delivery system)은 증착 장비의 증착 속도를 증가시키기 위해 개발된 것이다. 액상 이송 시스템은 전구체 저장통 내에 액상으로 저장된 전구체를 외부에서 기체를 주입하는 것에 의해 가압하여 전구체 저장통의 출구를 통해 전구체를 액상으로 배출하고, 이 배출된 액상의 전구체를 기화기에서 기체 상태로 변화하여 반응로 내부로 주입한다. 그러므로, 액상 이송 시스템의 전구체 저장통을 채택한 증착 장비는 별도의 기화기가 필요하다.

이러한 액상 이송 시스템(liquid delivery system)을 이용한 방법에 사용되는 전구체 저장통은, 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(1)가 원통형 구조를 가지며, 상기 몸체(1)의 상단부에 기체 입구(2) 및 전구체 출구(3)가 각각 배치된다.

이와 같은 전구체 저장통(10)에 있어서, 기체 입구(2)를 통해 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 기체 등이 유입되며, 이렇게 유입된 기체들은 몸체(1) 내에 액상으로 저장된 전구체를 상기 전구체 출구(3)로 액상으로 배출된다. 상기에서 전구체 출구(3)로 액상으로 배출된 전구체는 기화기(vaporizer : 도시되지 않음)에 의해 기화되어 반응로(도시되지 않음)로 유입된다.

여기서, 상기 기체 입구(2)를 통한 기체의 유입 및 전구체 출구(3)로의 전구체 유출은 밸브(4)의 개폐에 의해 이루어진다.

그러나, 전술한 종래의 전구체 저장통은 전구체 출구가 몸체의 상단에 배치되어 있기 때문에 전구체의 침전물이 반응로와 연결된 주입라인(feeding line)을 통해 빠져나갈 가능성이 있으며, 특히, 고가의 전구체를 완전히 소모할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 저장통 몸체의 바닥 근처까지 사용하게 되면, 유체가 균일하게 주입되지 못해 전구체가 액적(liquid droplet) 상태로 반응로 내부로 유입될 수 있으며, 이에 따라, 샤워헤드(shower head) 및 웨이퍼 지지대(susceptor) 등의 오염이 야기되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전구체를 완전히 소모할 수 있으면서 샤워헤드 및 웨이퍼 지지대 등의 오염 발생을 방지할 수 있는 반도체 제조용 전구체 저장통을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 제조용 전구체 저장통은 상단 몸체와 상기 상단 몸체와 결속된 하단 몸체로 이루어져 액상의 전구체가 담겨지되 상기 상단 몸체는 원통형 구조를 가지며 상기 하단 몸체는 내부의 상기 액상의 전구체가 중력에 의해 하부로 모이도록 원뿔형 구조를 갖도록 구성된 몸체와, 상기 상단 몸체에 배치되어 상기 액상의 전구체를 상기 몸체 외부로 밀어내기 위한 기체가 상기 몸체 내부로 유입되도록 하는 기체 입구와, 상기 하단 몸체에 배치되어 상기 액상의 전구체를 상기 몸체 외부로 배출하는 전구체 출구를 포함한다.

여기서, 상기 하단 몸체는 전체 몸체 길이의 윗부분으로부터 1/3 지점부터 차지한다. 또한, 상기 몸체는 스테인레스스틸 또는 석영으로 이루어진다.

상기 전구체 출구는 테프론 튜브(Teflon tube)와 같은 투명한 관이 삽입되어진다.

상기 기체 입구 및 전구체 출구는 라인 오염을 최소화시키도록 각각 두 개의 밸브가 설치되어진다.

본 발명에 따르면, 전구체 출구를 몸체 하단에 설치하기 때문에 전구체의 완전한 소모가 가능하며, 또한, 반응로 내부로의 오염원 유입을 방지할 수 있어 샤워헤드 및 웨이퍼 지지대의 오염 발생을 방지할 수 있다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조용 전구체 저장통을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 전구체 저장통(30)은 내부에 액상의 전구체가 담겨지는 몸체(21)와, 상기 몸체(21)의 상단에 배치되어 전구체를 밀어내기 위한 기체가 몸체 내부로 유입되도록 하는 기체 입구(22), 및 상기 몸체(21)의 하단에 배치되어 유입된 기체의 압력 및 중력에 의해 몸체 내의 액상의 전구체가 외부로 유출되어지도록 하는 전구체 출구(23)를 포함한다.

여기서, 상기 몸체(21)는 종래의 그것과는 달리 원통형 구조를 갖는 상단 몸체(21a)와, 상기 상단 몸체(21a)와 결속되면서 아래로 갈수록 직경이 점차 줄어드는 원뿔형 구조의 하단 몸체(21b)로 구성되며, 이때, 상기 하단 몸체(21b)는 몸체 전체 길이에서 윗부분으로부터 1/3에 해당하는 지점부터 차지한다. 또한, 상기 몸체는 스테인레스스틸 또는 석영으로 이루어진다.

따라서, 상기 기체 입구(22)는 상단 몸체(21a)의 상단에, 그리고, 전구체 출구(23)는 하단 몸체(21b)의 하단에 배치되어진다.

또한, 상기 전구체 출구(23)에는 소오스 사용량이 파악될 수 있도록 투명 관(24), 예컨데, 테프론 튜브(Teflon tube)가 삽입되어진다.

게다가, 상기 기체 입구(22) 및 전구체 출구(23)에는 라인 오염을 최소화시 키도록 각각 두 개의 밸브(25)가 설치되어지고, 이러한 밸브들(25)의 개폐에 의해 기체 및 전구체가 각각 몸체(21) 내에 유입 및 몸체(21)로부터 유출된다.

이와 같은 전구체 저장통(30)에 따르면, 몸체(21) 내에 저장된 액상의 전구체는 기체 입구(22)를 통해 유입된 기체의 압력과 중력의 영향으로 자연스럽게 몸체(21) 하단에 배치된 전구체 출구(23)를 통해 액상으로 상기 몸체(21) 밖으로 빠져나게 된다. 상기에서 전구체 출구(23)를 통해 몸체(21) 밖으로 배출되는 액상의 전구체는 기화기(vaporizer : 도시되지 않음)에 의해 기화되어 반응로(도시되지 않음)로 유입된다.

상기에서 몸체(21) 내에 저장된 액상의 전구체가 기체 입구(22)를 통해 유입된 기체의 압력과 중력의 영향으로 자연스럽게 하단 몸체(21b)에 모이고 전구체 출구(23)를 통해 몸체(21) 밖으로 배출되므로 전구체의 완전한 소모가 가능해지며, 이에 따라, 고가의 전구체를 낭비하는 단점을 해결할 수 있게 된다.

또한, 몸체(21) 내의 전구체는 전술한 바와 같이 기체 압력 및 중력에 의해 자연스럽게 몸체 밖으로 빠져나가게 되므로, 액적 상태로의 전구체 유출에 의한 샤워헤드 및 웨이퍼 지지대 등에의 오염 발생도 방지할 수 있게 된다.

게다가, 전구체는 몸체 밖으로 균일하게, 즉, 연속적이면서 균일한 양으로 유출될 수 있으므로, 증착 막의 막 특성 통한 개선시킬 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명은 전구체 저장통에서의 몸체 구조를 변경함과 동시에 전구체 출구의 위치를 몸체 하단부로 옮김으로써, 전구체의 완전한 소모가 가능하여 반도체 제조 비용을 절감할 수 있으며, 또한, 전구체의 안정적인 공급을 이룰 수 있기 때문에 반응로 내의 샤워헤드 및 웨이퍼 지지대의 오염 발생을 방지할 수 있다.

기타, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (6)

1. 상단 몸체와 상기 상단 몸체와 결속된 하단 몸체로 이루어져 액상의 전구체가 담겨지되 상기 상단 몸체는 원통형 구조를 가지며 상기 하단 몸체는 내부의 상기 액상의 전구체가 중력에 의해 하부로 모이도록 원뿔형 구조를 갖도록 구성된 몸체와,

   상기 상단 몸체에 배치되어 상기 액상의 전구체를 상기 몸체 외부로 밀어내기 위한 기체가 상기 몸체 내부로 유입되도록 하는 기체 입구와,

   상기 하단 몸체에 배치되어 상기 액상의 전구체를 상기 몸체 외부로 배출하는 전구체 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 전구체 저장통.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하단 몸체는 상기 몸체 길이의 윗부분으로부터 1/3 지점부터 차지하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 전구체 저장통.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체는 스테인레스스틸 또는 석영으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 전구체 저장통.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전구체 출구는 테프론 튜브와 같은 투명한 관이 삽입되어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 전구체 저장통
6. 제 1 항에 있어서, 상기 기체 입구 및 전구체 출구는 라인 오염을 최소화시키도록 각각 두 개의 밸브가 설치되어진 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 전구체 저장통.

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